Mieux comprendre la répartition de l'hantavirus Puumala au sein des populations de campagnols roussâtres en Europe : aspects immunologiques et génomiques.

par Adélaïde Dubois

Thèse de doctorat en BDI - Biologie des Interactions

Sous la direction de Nathalie Charbonnel.

Thèses en préparation à Montpellier, SupAgro , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...) , en partenariat avec CBGP - Centre de Biologie et de Gestion des Populations (laboratoire) .


  • Résumé

    De part les pressions de sélection importantes qu'ils exercent sur les organismes, les parasites influencent fortement la variabilité du système immunitaire des hôtes et par conséquent l'épidémiologie des maladies infectieuses. Mieux comprendre l'influence de cette variabilité sur la distribution et le risque d'émergence de ces maladies peut être d'une grande importance pour mettre en place des stratégies de prévention efficaces. Nous nous sommes intéressés à cette question en nous appuyant sur le triptyque composé du campagnol roussâtre Myodes glareolus, le réservoir de l'hantavirus Puumala (PUUV), responsable chez l'Homme d'une maladie émergente appelée néphropathie épidémique (NE). Nous avons combiné deux approches complémentaires, la première centrée sur la virologie et les infections expérimentales, et la seconde axée sur l'étude de populations naturelles et la génomique des populations de rongeurs. Nous nous sommes concentrés sur deux zones françaises limitrophes, ayant des patrons épidémiologiques contrastés en terme de NE : l'Ain (zone non-endémique : absence de PUUV chez les rongeurs et aucun cas de NE recensé) et le Jura (zone endémique : circulation de PUUV dans les populations de rongeurs et présence de cas humains de NE). Nous avons tout d'abord testé l'hypothèse d'une différence de sensibilité à l'infection de campagnols sauvages issus de ces deux zones. Les campagnols de la zone non-endémique se sont révélés être sensibles au virus, avec une réponse inflammatoire légèrement plus forte et des charges virales plus faibles qu'observées pour les campagnols de zone endémique. Nous avons ensuite recherché sans a priori les régions du génome évoluant sous sélection différentielle entre l'Ain et le Jura afin de détecter de potentielles relations entre infection par PUUV et polymorphisme des gènes de l'immunité des campagnols roussâtres. Nous avons mis en évidence l'importance de plusieurs gènes directement liés à l'immunité, à des voies régulatrices de l'inflammation et de la réplication virale. Enfin, nous avons analysé l'influence des cycles de dynamique des populations de campagnols roussâtres sur le polymorphisme et l'évolution de gènes candidats potentiellement importants dans les interactions M. glareolus / PUUV. Cette étude, ciblée sur une métapopulation d'une région endémique à la NE (Finlande) a permis de montrer que l'évolution de cette métapopulation et l'épidémiologie de PUUV étaient principalement dus à des processus neutres de dérive et de migration. En conclusion, cette thèse nous a permis de mettre en évidence l'importance de la variabilité de la réponse immunitaire dans les interactions entre M. glareolus et PUUV, et la possibilité d'émergence de la NE dans des zones auparavant indemnes comme l'Ain.

  • Titre traduit

    Understand the distribution of the Puumala hantavirus within bank vole populations in Europe: immunological and genomic aspects.


  • Résumé

    Abstract : Parasites are among the strongest selective forces acting on their hosts. As such, they are responsible for immune heterogeneity and influence the epidemiology of infectious diseases. Better understanding how this immunoheterogeneity may shape the distribution and risk of emergence of these diseases is a necessary pre-requisite to develop efficient Public Health strategies. We adressed this question by focusing on the bank vole, Myodes glareolus, the reservoir of Puumala hantavirus (PUUV), which is responsible in humans for a mild form of hemorrahagic fever called nephropathia epidemica (NE). We combined virology and experimental infection approaches with natural population surveys and population genomics to compare bank voles from two adjacent French areas that exhibit contrasted patterns of PUUV epidemiology. Ain is a non endemic area (no PUUV detected in M. glareolus populations and no NE cases) and Jura is an endemic area (PUUV circulating in M. glareolus populations and NE cases recorded). We first tested the hypothesis of a variability in bank vole susceptibility to PUUV infections between Jura and Ain. Bank voles from the non endemic area were susceptible to PUUV. They exhibited a stronger inflammatory response and lower levels of PUUV viral load during infection than voles from Ain. We next performed a genome scan analysis to detect genes evolving under differential selection pressure between the two geographic areas. Such polymorphism could influence the outcomes of M. glareolus / PUUV interactions. We found several outlier genes that were linked to immunity or to pathways related to inflammation regulation or viral replication. Finally, we analysed the influence of multi-annual cycles of bank vole density on the microevolution of bank vole populations and PUUV epidemiology. We specifically tested the hypothesis that density fluctuations could affect the allele frequencies of some immune related genes involved in the outcomes of M. glareolus / PUUV interactions. We adressed this question by focusing on a bank vole metapopulation located in Finland (NE endemic area) that had been surveyed during five years by our collaborators. We showed that genetic drift and migration were the main microevolutionaty processes affecting immune related genes and PUUV epidemiology in this metapopulation. Altogether, our research revealed the importance of bank vole immunoheterogeneity in M. glareolus / PUUV interactions, and stressed the posibility of NE emergence in non endemic areas that would be close to endemic ones.